記載内容は、お断りなく変更することがありますのでご了承ください。All Rights Reserved, Copyright © 2019, by Yokogawa Solution Service Corporation

「ミニマル®」は、一般社団法人ミニマルファブ推進機構の登録商標です。

半導体サービスセンター ミニマル部　TEL︓042-534-1194E-mail︓minimalfab-sales@cs.jp.yokogawa.comhttps://www.yokogawa.co.jp/industries/ssd/minimal-fab/

産業技術総合研究所 研究実績国立研究開発法人 産業技術総合研究所の研究実績をご紹介します。

1000 トランジスタ規模の集積回路（JAXA）

特徴・Technology2018 ベースのフルミニマル SOI-CMOS 2 層アルミ配線 プロセスによる 1000 トランジスタ規模の集積回路 (4 ビットシフト レジスタ及び I/O 回路 ) を試作し，動作実証に成功

・宇宙機搭載デバイスの製造に道筋試作結果

・フルミニマルプロセスで、98 工程を 4 日間で作製

● 試作した集積回路のチップ ● 4 ビットシフトレジスタ測定結果

● ミニマルファブ向けに開発された実用 SOI-CMOS Technology 2018

森川剛一 et al., 2019年 第 80 回応用物理学会秋季学術講演会 , 19p-E304-6

実用コアテクノロジー

CMOS-MEMS 一体化センサ

特徴・フルミニマルプロセスで SOI-CMOS の p-MOS 部にダイアフラムを形成・ピエゾ抵抗効果による圧力印加時の電流変化を利用し，圧力センサ として動作可能試作結果

・ハイブリッドプロセスで、約 100 工程を 2 週間で作製

● CMOS-MEMS 一体化センサ断面図

● ダイヤフラム形成前後での　　　　　　　　　ドレイン電流比較

● 薄型ダイアフラム上の　　 MOSFET 画像と 3D 概略図

51.683

Y. X. Liu et al., 2018 IEEE EDTM Proceedings of Technical Papers, pp. 131-133, 2018

研究開発例（新型デバイス試作）

OP-AMP

特徴・最初の試作で反転増幅に成功・1MHz を超える帯域、高いオープンループゲイン、低歪試作結果

・フルミニマルで、109 工程を 5 日間で作製

● オペアンプチップ ● 反転増幅回路の波形

低歪

入力信号

出力信号

測定条件 入力電圧：1V 入力周波数：1KHz 電源電圧：7V ゲイン：-4.7kΩ/1kΩ=-4.7

加瀬 雅 et al., 2019年 第 80 回応用物理学会秋季学術講演会 , 19p-E304-7

研究開発例（アナログデバイス試作）

ピエゾ抵抗型加速度センサ

特徴・マスクレス露光装置の使用を前提とした自由度の高い設計が可能試作結果

・SOI 基板を使用し、フルミニマルプロセスで 110 工程を5日間で作製

● 断面図

● ピエゾ抵抗型加速度センサ

低周波型　　　高周波型　　　 3軸型

T. A. Phan et al., 2017年 第 78 回応用物理学会秋季学術講演会 , 6p-C21-13

SiSiO2

AlTEOS

研究開発例（MEMS デバイス試作）

ダイヤモンド SAW デバイス（沖縄高専・横河）

● 完成ウェハの様子 ● 断面図

特徴・大口径化の難しいダイヤモンド基板でも歩留まりよく試作が可能試作結果

・ハイブリッドプロセスで 8 工程を 3 日間で作製

Si

AlN

Al

S. Fujii et al., 2017 IEEE International Ultrasonics Symposium (IUS), DOI: 10.1109/ULTSYM.2017.8092715

研究開発例（新材料デバイス試作）

ミニマルデバイス試作in 横河ミニマルアプリケーションラボ

スピーディなデバイス試作を実感してみませんか？

お客様のアイディアをカタチにする3つのプランプラン１

プラン２

プラン３

まるごとおまかせ一緒に試作・開発 ファブレンタル　ミニマル装置を知り尽くした横河のプロセスエンジニアに、お客様のデバイス試作をまるごとおまかせ！　お客様の作りたいデバイスについて、事前に打ち合わせを重ねて試作を行います。

　お客様の作りたいデバイスをミニマルファブで、横河のエンジニアと一緒に試作・開発していきます。　材料、膜厚・膜種・積層など、お客様と相談しながら、色々なパターンで試作します。

　横河ミ ニ マ ル ア プ リ ケ ーションラボをお使いいただき、

お客様ご自身で試作を行うプランです。　有償のトレーニングを受けていただいてからのご利用となります。

ミニマルファブだからできること大口径化が難しい特殊な材料や高価な材料でも1個から試作可能

マスクレス露光で研究開発大幅スピードアップ

マスク作製不要な直接描画方式のため、試作の PDCA サイクルをスピーディかつ低コストで回すことができ、新たなテクノロジーの開発を加速します。

ハーフインチウェハなら化合物半導体基板もダイヤモンド基板も、1 個から気軽に試作可能です。

【試作基板実績】　・GaAs　・GaN　・Ga2O3 ・SOI 　・ ガラス　・ダイヤモンド　・サファイア etc.

φ12.5 mm

ダイヤモンド基板

ミニマルファブで作製したSOI-CMOSの顕微鏡画像

Ring Oscillator

NAND例えば、SOI-CMOS なら全98工程 を4 日間で！詳しくは中面をご覧ください。

費用支援 支援

費用支援費用

0686-9EA-005

横河ミニマルアプリケーションラボでの試作あなたの作りたいデバイスを教えてください！

私たちが提 案します！！

No. カテゴリ 装置名称 処理可能な内容1 クリーンベンチ ウェハの状況確認2 ドラフトチャンバ 酸アルカリ、有機等の処理3 超音波洗浄器 超音波洗浄等4 UT 超純水製造装置 超純水供給5 観察 光学顕微鏡 BF,DF,DICモード、ウェハ全面タイル撮影6 キュービックスパッタ Al成膜バッチ処理7 加熱炉 熱酸化膜成膜バッチ処理8 分析用電子天秤 小数点5ケタgまで計測可能9 デバイスパラメータ

10 プローバ11 ハイスピードカメラ 高速現象観察12 接触角計 ウェハ等表面の状態測定13 AFM 表面粗さ、微小段差測定14 段差計 段差測定15 SEM 高倍率観察16 振動測定器 振動測定

作業

バッチ処理

電気特性の測定

測定器

【付帯設備】

No. カテゴリ 装置名称 処理可能な内容1 コータ (1) レジストスピンコート2 コータ (2) レジストスピンコート3 デベロッパ 現像4 DLP露光機 直接描画露光5 マスクアライナ 両面露光6 集光炉 (1) n型拡散7 集光炉 (2) p型拡散8 抵抗加熱炉 熱酸化膜成膜9 レーザ加熱 急速アニール、水素シンタ

10 マルチスパッタ Al等メタル成膜11 TEOS PE-CVD TEOS膜成膜12 SiN PE-CVD SiN膜成膜13 EB蒸着 Pt等の高融点金属蒸着14 Deep RIE Si高速エッチング15 CCPエッチャ 絶縁膜ドライエッチング16 メタルエッチャ 金属膜ドライエッチング17 水プラズマアッシャ 高速レジスト除去18 両面RCA RCA両面洗浄19 SPM洗浄機 硫酸過水洗浄、有機物除去20 BHFエッチャ 酸化膜エッチング及び除去21 有機洗浄 アセトンによるPR除去、リフトオフ22 GaAs Wet エッチャ 硫酸過水による化合物基板エッチング23 SODコータ ドープ材のスピンコート24 CMP ウェハ表面研磨25 パーティクルスキャナ ウェハ表面の微粒子カウント26 膜厚計 酸化膜、レジスト等の膜厚測定

フォト

その他

測定

Dry

Wet

成膜

加熱

【ミニマル装置】

装置リスト

横河ミニマルアプリケーションラボ

場所：東京都武蔵野市中町 2-9-32横河電機株式会社本社構内

わずかな予算で　 サクッと試作　 　してみませんか？

デバイス作成以外の用途

試作の流れ

STEP 1お問い合わせ

STEP 2お客様のご要望をヒアリング

STEP 3ご提案・お見積もり

STEP 4仕様確認・検討試作（条件出し）

STEP 5試作

STEP 6評価

薬液評価・BCP を見据えた代替薬液の評価 （自社所有装置のみでは評価できないトータル検証）

・新材料評価

お客様のアイディア次第で使い方は無限大！！

部品評価・性能評価・加速評価：真空試験、高温試験

材料評価・チャンバ部品材料評価：セラミック、金属材料・基板材料評価・コーティング膜特性評価

特徴・熱拡散などレガシーなプロセスと、TiNゲート電極や6nmのゲート酸化膜 など先端プロセス技術を融合試作結果

・SOI 基板を用い、フルミニマルプロセスで、98 工程を 4 日 で作製・10μsec信号切替でゲート長6μmの2入力NANDの動作を確認・ゲート長 4μmで構成された21段Ring Oscillatorが約 3.6MHz で発振・小規模・高カスタマイズ性論理回路等への活用期待

● 2 入力 NAND 動作波形（Vdd＝3.3V, IN①・②＝3.3V）

IN①

IN②

OUT

10μsec

nMOS：L=6/W=30μmpMOS：L=6/W=60μm

● 21 段 Ring Oscillator 動作波形（nMOS：L=4/W=14μm / pMOS：L=4/W=28μm）

Vdd=3V

3.603MHz

n-Si

BOX 400nm

TiN 50nm TiN 50nm

N+ N+ P+ P+

Al 300nm

ThermalOxide 6nm

P-TEOS100nm

+150nm

● SOI-CMOS トランジスタ断面図

SOI-CMOS

特徴・完成したチップはパッケージ化して評価

試作結果・前工程は大半の工程をミニマル装置を 使用し、70 工程を 4 日で作製

・測定誤差が0.5%以内であることを確認 （測定範囲：温度 -10 ～ 60℃、圧力 0 ～ 100kPa において）

・ミニマルファブで作製したMEMS 圧力 センサで実用レベルの動作を確認

・様々な MEMS 開発用途に向けてのミニマルファブの適用可能性を確認

● 完成ウェハの様子 ● パッケージ断面構造 ● 評価中の様子

● 圧力測定誤差

3.0mm

0.02t低融点ガラス

シリコーン接着剤

接合径φ2.0 φ0.5

φ0.6

1.2 ～ 1.30.25

1.0

(mm)

ステム

デバイス

ベース

[% o

f FS]

誤差

印加圧力 [kPa]

ダイアフラム型 MEMS 圧力センサ

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

0 20 40 60 80 100

Erro

r[%

of F

S]

Pressure [kPa]

-10℃ 7.5℃ 25℃ 42.5℃ 60℃

0.3

-0.3

特徴・Vth はウェハ面内バラツキが少なく、ウェハ間の差も少なく安定した 試作が可能試作結果

・フルミニマルプロセスで、41 工程を 4 日で作製・2 枚の試作ウェハの各 24 個のトランジスタを測定し特性のバラツキと 再現性を確認

● AND、OR 回路の試作 ● P-MOS パターン

P-MOS

● IdVg 特性

1.0E-12

1.0E-11

1.0E-10

1.0E-09

1.0E-08

1.0E-07

1.0E-06

1.0E-05

1.0E-04

1.0E-03

-5 -4 -3 -2 -1 0 1

Id (A

)

Vg (V)

L=10/W=100μm

赤：WF#1青：WF#2

Vd=-1V

特徴・SOI 基板を用い、櫛歯型静電マイクロ アクチュエータを作製

・メガファブ装置で作製可能なMEMS デバイスをミニマル装置でも作製可能

試作結果・大半の工程をミニマル装置を使用し、15工程を1 日半程度で作製・SOI 基板を用いた静電駆動型 MEMS デバイスなど多品種少量生産に 向けたミニマルファブ活用が可能に

● 完成ウェハの様子

● 櫛歯型 MEMSミラーの断面図

MEMS ミラー

デバイス層（活性層）

犠牲層

支持基板

Let’s try!